Modélisation de l'influence de la rupture des grains sur le comportement des matériaux granulaires

Modelling grain breakage influence on mechanical behaviour of granular materials

• Auteur / Autrice : Ali Daouadji
• Direction : Pierre-Yves Hicher
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Rhéologie des sols
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique des sols, structures et matériaux (Gif-sur-Yvette, Essonne1998-2021)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Propriétés mécaniques

Rupture

Milieux granulaires

Résumé

Notre étude porte sur la modélisation de l'influence de la rupture des grains sur le comportement des matériaux granulaires. Les applications pratiques concernent les barrages en enrochements de grande hauteur, les pieux de fondation et les tunnels de grande profondeur pour modéliser ce phénomène, nous nous sommes place dans le cadre de la théorie de l'élastoplasticité en nous basant sur le concept d'état critique, et nous avons suppose que cet etat évolue en présence de rupture de grains. Nous avons d'abord réécrit les différentes corrélations utilisées en mécanique des sols dans un cadre formel, ce qui permet de définir plusieurs classes de paramètres et d'apprécier l'influence de l'évolution de certains de ces paramètres sur les paramètres de la loi de comportement. Nous avons ensuite synthétise les principaux résultats expérimentaux qui nous ont servi pour notre modélisation. Nous avons applique cette modélisation à une loi de comportement et nous avons procédé à la simulation d'essais de laboratoire (essais de consolidation isotrope, dométriques et triaxiaux draines de compression) sur une large gamme de contraintes. Ces simulations ont été faites sur des matériaux très différents (un sable calcaire contenant beaucoup de débris de coquillages, un sable quartzique, un granite concasse). Les résultats obtenus sont en bon accord avec les résultats expérimentaux. Nous avons ensuite introduit le modèle dans un code de calculs par éléments finis. Une validation de l'implantation a été faite en simulant la réponse d'essais triaxiaux draines de compression. Nous avons enfin simule la construction par couches d'un remblai en enrochements de grande hauteur que nous avons comparée a la réponse donnée par le modèle n'intégrant pas l'influence de ce phénomène. Nous avons ainsi mis en évidence l'influence de la rupture des grains sur les tassements dont le profil obtenu correspond a ceux retrouves dans la littérature.